1, φαινόμενο σπηλαίωσης
Όταν η πίεση ενός υγρού μειωθεί στην πίεση εξάτμισης σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, δημιουργούνται φυσαλίδες στο υγρό. Αυτό το φαινόμενο της δημιουργίας φυσαλίδων ονομάζεται σπηλαίωση. Οι φυσαλίδες που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της σπηλαίωσης, όταν ρέουν σε υψηλή πίεση, μειώνονται σε όγκο και τελικά σκάνε. Το φαινόμενο των φυσαλίδων που εξαφανίζονται μέσα στο υγρό λόγω της αύξησης της πίεσης ονομάζεται κατάρρευση σπηλαίωσης.
Κατά τη λειτουργία της αντλίας, εάν η απόλυτη πίεση του αντλούμενου υγρού σε μια τοπική περιοχή (συνήθως ένα ορισμένο σημείο αργότερα στην είσοδο της λεπίδας της πτερωτής) πέσει στην πίεση εξάτμισης υγρού σε αυτή τη θερμοκρασία για κάποιο λόγο, το υγρό αρχίζει να εξατμίζεται σε αυτή τη θέση, παράγοντας μεγάλη ποσότητα ατμού και σχηματίζοντας φυσαλίδες. Όταν το υγρό που περιέχει μεγάλο αριθμό φυσαλίδων διέρχεται προς τα εμπρός μέσα από την περιοχή υψηλής-πίεσης μέσα στην πτερωτή, το υγρό υψηλής-πίεσης γύρω από τις φυσαλίδες αναγκάζει τις φυσαλίδες να συρρικνωθούν γρήγορα και ακόμη και να σκάσουν. Ταυτόχρονα με τη συμπύκνωση και τη ρήξη της φυσαλίδας, τα σωματίδια του υγρού γεμίζουν την κοιλότητα με υψηλή ταχύτητα, δημιουργώντας ένα ισχυρό φαινόμενο σφυριού νερού και χτυπώντας τη μεταλλική επιφάνεια με υψηλή συχνότητα κρούσης. Η πίεση πρόσκρουσης μπορεί να φτάσει εκατοντάδες έως χιλιάδες ατμόσφαιρες και η συχνότητα πρόσκρουσης μπορεί να φτάσει δεκάδες χιλιάδες φορές ανά δευτερόλεπτο. Σε σοβαρές περιπτώσεις, μπορεί να προκαλέσει διάσπαση του πάχους του τοιχώματος.
Η διαδικασία δημιουργίας φυσαλίδων στην αντλία νερού και πρόκλησης βλάβης στα εξαρτήματα ροής λόγω ρήξης φυσαλίδων ονομάζεται σπηλαίωση στην αντλία νερού. Μετά την εμφάνιση σπηλαίωσης σε μια αντλία νερού, όχι μόνο καταστρέφει τα εξαρτήματα υπερέντασης αλλά προκαλεί επίσης θόρυβο και κραδασμούς, οδηγώντας σε μείωση της απόδοσης της αντλίας. Σε σοβαρές περιπτώσεις, μπορεί να διακόψει το υγρό στην αντλία και να εμποδίσει τη σωστή λειτουργία του.
2, Βασικός τύπος σχέσης για τη σπηλαίωση της αντλίας
Οι συνθήκες για τη σπηλαίωση της αντλίας καθορίζονται τόσο από την ίδια την αντλία όσο και από τη συσκευή αναρρόφησης. Επομένως, η μελέτη των συνθηκών για τη σπηλαίωση θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη τόσο από την ίδια την αντλία όσο και από τη συσκευή αναρρόφησης. Η βασική σχέση μεταξύ της σπηλαίωσης της αντλίας είναι
NPSHc Μικρότερο από ή ίσο με NPSHr Μικρότερο από ή ίσο με [NPSH] Μικρότερο από ή ίσο με NPSHa
NPSHa=NPSHr (NPSHc) - Η σπηλαίωση της αντλίας ξεκινά
NPSHa>NPSHr (NPSHc) - Αντλία χωρίς σπηλαίωση
Στον τύπο, το επίδομα σπηλαίωσης συσκευής NPSHa -, γνωστό και ως αποτελεσματικό επίδομα σπηλαίωσης, όσο μεγαλύτερο είναι το ποσό, τόσο λιγότερο πιθανό είναι για σπηλαίωση.
NPSHr - Περιθώριο σπηλαίωσης αντλίας, γνωστό και ως απαραίτητο όριο σπηλαίωσης ή δυναμική πτώση πίεσης εισόδου αντλίας. Όσο μικρότερο είναι το NPSHr, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση κατά της σπηλαίωσης.
NPSHc - κρίσιμο όριο σπηλαίωσης, αναφέρεται στο όριο σπηλαίωσης που αντιστοιχεί σε μια ορισμένη μείωση στην απόδοση της αντλίας.
[NPSH] - Επιτρεπόμενο επίδομα σπηλαίωσης, είναι το επίδομα σπηλαίωσης που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των συνθηκών λειτουργίας της αντλίας, συνήθως λαμβάνεται ως [NPSH]=(1.1-1.5) NPSHc.
3, Υπολογισμός του επιδόματος σπηλαίωσης της συσκευής
NPSHa=Ps/ρg+Vs/2g-Pc/ρg=Pc/ρg±hg-hc-Ps/ρg
4, Μέτρα για την πρόληψη της σπηλαίωσης
To prevent cavitation, it is necessary to increase NPSHa so that NPSHa>NPSHr. Τα μέτρα για την πρόληψη της σπηλαίωσης είναι τα εξής:
1. Μειώστε το γεωμετρικό ύψος αναρρόφησης Hg (ή αυξήστε το γεωμετρικό ύψος ανάστροφης ροής).
2. Για να μειωθεί η απώλεια εισπνοής hc, μπορούν να γίνουν προσπάθειες για να αυξηθεί η διάμετρος του σωλήνα, να ελαχιστοποιηθεί το μήκος του αγωγού, οι στροφές και τα εξαρτήματα κ.λπ.
3. Αποτρέψτε την παρατεταμένη λειτουργία υπό συνθήκες υψηλής κυκλοφορίας.
4. Με την ίδια ταχύτητα και ταχύτητα ροής, η χρήση αντλίας διπλής αναρρόφησης μειώνει τον ρυθμό ροής εισόδου και καθιστά την αντλία λιγότερο επιρρεπή στη σπηλαίωση.
Όταν εμφανίζεται σπηλαίωση στην αντλία, ο ρυθμός ροής πρέπει να μειωθεί ή να μειωθεί η ταχύτητα κατά τη λειτουργία.
Η κατάσταση της δεξαμενής αναρρόφησης αντλίας έχει σημαντικό αντίκτυπο στη σπηλαίωση της αντλίας.
7. Για αντλίες που λειτουργούν υπό σκληρές συνθήκες, μπορούν να χρησιμοποιηθούν υλικά κατά της σπηλαίωσης για την αποφυγή ζημιών λόγω σπηλαίωσης.
